Κατασκευάζοντας ένα πιο έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο

Janet L. Sawin & William R. Moomaw

Στο σημερινό «ανόητο» ηλεκτρικό δίκτυο, η επικοινωνία είναι μονόπλευρη – μόνο από τους καταναλωτές προς τις επιχειρήσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας – και προσπαθεί να προσαρμοστεί στις αλλαγές της ζήτησης μέσω της ρύθμισης της παραγωγής προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Όταν οι ηλεκτροπαραγωγικές επιχειρήσεις δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις ανάγκες, τότε μπορεί να προκύψουν προβλήματα στο σύστημα όπως διακοπές στην ηλεκτροδότηση.

Ο Kurt Yeager, πρώην πρόεδρος του Ερευνητικού Ινστιτούτου Ηλεκτρικής Ενέργειας (Electric Power Research Institute), που εδρεύει στις ΗΠΑ, συγκρίνει το σημερινό ηλεκτρικό δίκτυο, που ελέγχεται με ηλεκτρομηχανικά μέσα, με μια «σιδηροδρομική γραμμή, όπου απαιτούνται 10 ημέρες για να ανοίξει ή να κλείσει ο διακόπτης αλλαγής σιδηροτροχιάς των τραίνων».

Όμως στην ψηφιακή εποχή που ζούμε, όπου έχει αυξηθεί η ζήτηση ηλεκτρισμού και ιδιαιτέρως αξιόπιστων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, επιτρέπεται σήμερα η μετάβαση σε ένα ταχύτερο, πιο έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο, που θα μπορεί να παρέχει καλύτερη ποιότητα ρεύματος με επικοινωνία διπλής κατεύθυνσης, που θα εξισορροπεί την προσφορά και τη ζήτηση σε πραγματικό χρόνο, εξομαλύνοντας τις αιχμές της ζήτησης, και που θα καθιστά τους πελάτες ενεργούς συμμέτοχους στην παραγωγή και την κατανάλωση ηλεκτρισμού.

Το έξυπνο δίκτυο επιτρέπει την αποδοτικότερη χρήση της υπάρχουσας εγκατεστημένης ισχύος και της υποδομής μεταφοράς και διανομής ενέργειας, με μείωση των απωλειών στις ηλεκτρικές γραμμές μέσω της χρήσης τοπικής, αποκεντρωμένης ηλεκτροπαραγωγής σε μεγαλύτερο βαθμό. Καθώς αυξάνεται το μερίδιο παραγωγής από ποικίλες ανανεώσιμες πηγές, ένα έξυπνο δίκτυο μπορεί να χειριστεί καλύτερα τις αυξομειώσεις του ρεύματος όταν ο άνεμος καταλαγιάζει ή τα σύννεφα κρύβουν τον ήλιο. Θα επιτρέψει επίσης στα ηλεκτρικά οχήματα να αποθηκεύουν ρεύμα για τις μετακινήσεις τους ή να το πωλούν πίσω στο δίκτυο όταν αυτό απαιτείται.

Οι έξυπνες τεχνολογίες –συμπεριλαμβανομένων των έξυπνων μετρητών, των αυτόματων συστημάτων ελέγχου και των ψηφιακών αισθητήρων– θα δείχνουν στους καταναλωτές την τιμολόγηση σε πραγματικό χρόνο και θα τους επιτρέπουν να εξοικονομούν χρήματα και ενέργεια κλείνοντας ηλεκτρικές συσκευές, συστήματα θέρμανσης και ψύξης ολόκληρων κτιρίων, ή βιομηχανικά φορτία σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές ή όταν η τιμή του ρεύματος ξεπερνά ένα προκαθορισμένο ποσό ή όταν υπάρχει πτώση παραγωγής στις μεγάλες αιολικές μονάδες.

Μπορούν να βοηθήσουν στη μεταφορά φορτίων σε περιόδους χαμηλής ζήτησης, όταν οι απώλειες των ηλεκτρικών γραμμών είναι μικρότερες και δεν λειτουργούν τα περισσότερο ρυπογόνα και λιγότερο αποδοτικά εργοστάσια. Επίσης, επιτρέπουν στους ελεγκτές του δικτύου να προβλέπουν και να αντιμετωπίζουν άμεσα τα προβλήματα στο δίκτυο. Πιλοτικά προγράμματα έχουν αποδείξει σημαντική εξοικονόμηση για τους καταναλωτές και μειώσεις στη ζήτηση.

Η πλήρης ανάπτυξη των έξυπνων ηλεκτρικών δικτύων χρειάζεται ακόμα 10-30 χρόνια, ανάλογα με τις πολιτικές που θα θεσπιστούν. Όμως, πολλές χώρες και περιοχές βρίσκονται ήδη σε καλό δρόμο. Η εταιρεία Pacific Gas and Electric στην Καλιφόρνια, για παράδειγμα, έχει αρχίσει τη διαδικασία εγκατάστασης 9 εκατομμυρίων έξυπνων μετρητών στους πελάτες της, ενώ η Ολλανδία έχει βάλει ως στόχο ένα «βασικό επίπεδο» έξυπνης καταμέτρησης και την αντικατάσταση όλων των 7 εκατομμυρίων οικιακών μετρητών έως το φθινόπωρο του 2012.

Όταν τοποθετηθούν από την αρχή, τα έξυπνα δίκτυα είναι φθηνότερα από τα συμβατικά συστήματα, ενώ βοηθούν στην ηλεκτροδότηση περιοχών της υποσαχάρειας Αφρικής για πρώτη φορά. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA) έχει υπολογίσει σε πάνω από 16 τρισεκατομμύρια δολάρια τη συνολική δαπάνη για εργασίες που αφορούν την εγκατάσταση έξυπνων ηλεκτρικών δικτύων παγκοσμίως την περίοδο 2003-2030.

Αν εξασφαλιστεί στους καταναλωτές άμεση πρόσβαση στα επακόλουθα οφέλη, ο Kurt Yeager προβλέπει ότι ένα έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο «θα ανοίξει την πόρτα σε επιχειρηματική καινοτομία, που θα μεταμορφώσει την απόδοση, την αξιοπιστία και την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών προς τους καταναλωτές πέρα από κάθε φαντασία».

Δαίμων της Οικολογίας

τ. 98, 11/09